Il Galleggiante - Teoria e fisica spicciola

[Stefano80]

partiamo da lontano..

Tutti i carburatori per funzionare correttamente hanno bisogno di un livello della benzina nella vaschetta il più costante possibile.
Tutti i carbuatori che ho visto fino ad oggi hanno all'interno un galleggiante che agisce su una valvola a spillo, in questo modo (in teoria) viene mantenuto un livello costante.
Alzando il livello della benzina (a parità di depressione nel venturi) avremo una maggior quantità di benzina aspirata e viceversa, quindi un ingrassamento o uno smagrimento della carburazione.

Ci sono due modi per variare il livello benzina, il primo consiste nel variare il peso del galleggiante, il secondo nel piegare la linguetta che agisce sullo spillo per anticiparne o ritardarne il funzionamento.

Veniamo al problema, sulla coppia di dell'orto che ho montato sul TT mi varia la carburazione al variare della quantità di benzina nel serbatoio.
Non è un grosso problema visto che la variazione è minima, ma comunque si sente!!

Ora mi chiedo da cosa possa dipendere, nel senso che sui carburatori giapponesi questo "difetto" è quasi inesistente e avolte si sente in prossimità della riserva.. (ammesso che non siano problemi di pescaggio dal serbatoio)
Sui dell'orto invece man mano che si consuma benzina la carburazione si smagrisce..   è un difetto che mi porto dietro da quando questi carb li avevo sul Guzzi ma fino ad oggi non mi ero mai posto il problema..

Praticamente il peso della benzina nel serbatoio mi aumente la pressione a monte della valvola a spillo e quindi il galleggiante per chiudere deve fare una forza maggiore, quindi si alza leggermente il livello.
La valvola a spillo funziona correttamente, non ha perdite o trafilamenti, quindi è solo questione di pressione.

Il problema può derivare o dal braccio di leva del galleggiante (praticamente impossibile da modificare) oppure dal peso del galleggiante.
Volevo provare a cambiare il peso del galleggiante (la dell'orto li fornisce in diversi pesi ne ho visti tra i 6,5g ed i 14g !!!), ma non riesco a capire se questo può influire..
So che un corpo immerso in un liquido (fa il bagno e) riceve una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del liquido spostato, ma mi fermo qui...

c'è mica un ingegnere navale che mi dice se aumentando il peso diminuerei il difetto e magari anche il perchè?

[gianpivr]

La fisica di dice che un corpo immerso nell' acqua riceve una spinta verso l' alto uguale al peso della massa d' acqua spostata, F=p*A, dove A è la superficie del corpo immerso nel fluido e p è la pressione che viene esercitata sul fondo della superficie immersa.
Ora se tu vuoi far fare più forza allo spillo, la scelta obbligata è quella del galleggiante più pesante, in quanto se guardi bene la formula la forza è aumentata, poichè appesantendosi fa inoltre sprofondare di più il galleggiante spostando una massa superiore di benzina. Se pensi ad una nave vuota e una carica, galleggiano entrambe, ma la seconda avrà la chiglia maggiormente immersa, testimonianza che ha spostato una maggior quantità di acqua e che quindi per galleggiare sta ricevendo una spinta verso l' alto maggiore rispetto la stessa imbarcazione vuota.
Tornando al tuo problema: ma sei sicuro che gli scompensi di carburazione siano dovuti al più o meno pieno e non alla temperatura della benzina che magari col serbatoio in ferro si scalda? Perchè guardando la formula di sopra, mi è tornata alla mente la legge di Stevino (ora se dico qualche imprecisione risparmiatemi, sono un economo che ha finito il liceo qualche anno fa): F=Ps*h*A; Ps è il peso specifico del liquido e h*A è il volume immerso, cioè il volume del liquido spostato.
Ps=d*g, dove d è la densità e g è il fattore di proporzionalità tra peso e massa che ha un valore costante. Quindi il peso specifico di un liquido dipende dalla densità, e ammettendo che con il tempo nel tuo caso con il tempo si scaldi il serbatoio in metallo, la benzina aumenterebbe di conseguenza di temperatura diminuendo di densità (pensa all' acqua calda che dal fondo della pentola sale in superficie) e quindi esercitando meno forza su galleggiante e spillo.
Magari valuta anche ciò...

[Stefano80]

parto dal fondo..
il serbatoio è in plastica .. 
e la temperatura non influisce perchè a motore tiepido o dopo qualche ora se ho il pieno o poco meno non cambia..  idem se ho poca benzina..
la differenza si sente solo variando il livello nel serbatoio..  diciamo che ho tre comporamenti diversi, con il pieno, con mezzo serbatoio e quando sono quasi in riserva..

il problema è che il galleggiante è vincolato ed essendo "lui" a fermare il flusso di benzina variando il peso secondo me non cambia nulla..  cioè, un galleggiante più pesante "affonda" di più quindi sposta più liquido, però la forza necessaria a chiudere la valvola resta sempre la stessa!! quindi la condizione di equilibrio che porta a chiudere la valvola è la stessa...  cambia solo la quota del galleggiante rispetto al liquido..

stamattina però mi è venuta l'illuminazione!!  la risposta è nella forma del galleggiante e nella linea di gallegiamento...
Quando aumenta la pressione a monte della valvola entra più benzina, quindi la forza fatta in più dal galleggiante dipende dalla sua forma..  il galleggiante non può salire oltre perchè sta già ciudendo, deve solo aumentare la forza di chiusura, essendo "rotondo" se la linea di galleggiamento fosse sopra la metà .. all'aumentare del livello la forza prodotta in porporzione scenderebbe...
con una linea di galleggiamento "bassa" (bisogna fare due conti)  all'aumentare del livello per esempio di 1mm aumenta di più la forza.. quindi la variazione di livello minima si ottiene usando un galleggiante tale da avere la variazione di massa massima per il livello scelto..
(basta fare un paio di integrali su una circonferenza per trovare la "quota" .. 

[gianpivr]

Qui sono un po' in disaccordo... perchè la forza è legata al peso, infatti con un galleggiante più pesante sposti la linea di galleggiamento e di conseguenza la forza esercitata... se mantieni il peso e vari la forma, inevitabilmente ti creeresti più problemi perchè oltre a sballare il livello dovresti calcolare la maggiore superficie immersa, quando per ottenere la stessa cosa necessiteresti solo di più peso... più affonda (e aumenta la superficie sommersa) più sviluppi forza: F=p*A

[[_Sk|zZo_]]

Vedo che non solo io a volte mi pongo questioni che non mi fanno dormire la notte 
Non ci ho ancora riflettuto, ma non ci puo entrare anche il diametro del tubo della benzina?...

[mvc76]

ehm........posso proporvi per un premio nobel.................


mvc76

[Stefano80]

ma anche se più pesante non può fae più forza, perchè oltre la forza necessaria a chiudere la valvola non può entrare altra benzina e quindi non può "afondare" di più (visto che non è lui che scende ma la benzina che sale) e quindi la forza resta la stessa...

la forma non la voglio cambiare, cambiare il peso in modo da avere la linea di galeggiamento nel punto otimale, cioè il punto dove a parità di "variazione di affondamento" ho la maggior massa di benzina spostata..

(es. se fosse un cono significherebbe il più in alto possibile, essendo una circonferenza dire appena sotto il "diametro")

[Onelli]

Premetto che per il momento conosco il carburatore solo in teoria, anzi anni fa ne avevo maneggiato uno ed avevo fatto danni, per cui abbiate pietà... 

Dopo edificanti test sullo sciacquone, ho partorito qualche teoria; dato dove le ho concepite, forse non saranno granché... 

Riepilogo un po' quanto avete stabilito finora, per vedere se ho capito.

Il galleggiante, supponendo sia in equilibrio, riceve una spinta verso l'alto pari al proprio peso, e secondo Archimede questa spinta è uguale al peso del liquido spostato, il che significa volume spostato*densità; a densità costante, se si aumenta il peso del galleggiante a parità di forma, per mantenere l'equilibrio deve aumentare il volume del liquido spostato, quindi il galleggiante sta più immerso e chiude la valvola con un livello più alto di benzina.
Questo se non interviene nessun'altra forza; se però qualcosa spinge lo spillo del galleggiante verso il basso, il suo peso aumenta e quindi anche il livello di benzina, per due motivi: 1) la valvola a spillo sta più aperta facendo entrare più benzina, e 2) il galleggiante stando più immerso "toglie spazio" alla benzina che quindi sale di livello.

La forma del galleggiante determina la relazione fra volume di benzina spostato (proporzionale al peso del galleggiante) e livello del galleggiante (linea di galleggiamento): ipoteticamente, se il galleggiante fosse cilindrico ad asse verticale, la relazione fra volume e livello sarebbe lineare; se fosse conico con il vertice verso il basso, a parità di variazione di volume spostato, il livello varierebbe meno, a seconda dell'angolo al vertice del cono (ad es. con 60° il livello, che poi è l'altezza del cono immerso, è proporzionale alla radice cubica del volume).

Posso quindi agire su 1) e ridurre la relativa variazione di livello del galleggiante, ma non eliminarla, agendo sulla forma o sul peso per variare la linea di galleggiamento.
Il mio dubbio è su 2): affinando la forma del galleggiante o la linea di galleggiamento, a parità di volume spostato il livello della benzina varia?   
O resta uguale??       probabilmente però sarà trascurabile...


Ho trovato qualcosa di vagamente calzante su un fascicolo di una vecchia enciclopedia della moto, anche se mi sembra che la faccia troppo semplice.

"Se il carburatore viene alimentato da un sistema a pompa, la valvola a spillo deve avere un diametro inferiore rispetto a quello del getto del massimo, in quanto la pressione di alimentazione risulta maggiore che non con il sistema a caduta. Un'altra soluzione può consistere nell'adozione di una pipetta a due vie, di cui la seconda collegata al serbatoio consenta il ritorno del carburante in eccesso, evitando così sovrapressioni. Il condotto di ritorno deve però essere dotato di una valvola tarata che faccia passare solo la quantità in eccesso, e non di più, evitando così carenza di alimentazione."

Ovviamente non essendoci una pompa (almeno finora...  ) la cosa non è applicabile.

Minchia, che fatica questo forum...      

'notte!
Matteo